ZnGeP₂晶体成分的XRD和XPS研究

【作者】 杨登辉； 赵北君； 朱世富； 陈宝军； 何知宇； 刘慧； 谢虎； 赵张瑞；

【机构】 四川大学材料科学与工程学院；

【摘要】 ZnGeP₂晶体是一种综合性能优异的中红外非线性光学晶体材料,具有红外透过波段宽、非线性光学系数大、热导率高、光损伤阈值高、有适宜的双折射率等特点,在光谱学、大气遥感、医疗和军事等领域有重要的应用价值。本文采用改进的垂直布里奇曼法生长出尺寸为φ26mm×70mm的ZnGeP₂单晶体,运用X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）对晶体成分进行了分析。XRD分析表明,生长的晶体为黄铜矿结构的ZnGeP₂,晶锭主体部分相成分单一、纯度高;尾部为多晶,多种相并存,主要包含ZnGeP₂、ZnP₂、Zn₃P₂和少量的Ge单质。XPS分析结果表明,测试表面成分存在成分偏离,在一定程度上Zn缺失较严重、Ge少量过剩;同时,对Zn、Ge和P三种元素的化合物价态进行了分析,Zn以Zn²⁺存在,P主要以P^-3存在,Ge主要以Ge⁴⁺形式存在;对P2p和Ge3d进行分峰拟合的结果表明,ZnGeP₂中含有很少量的ZnP₂和Ge单质。上述研究结果对于分析ZnGeP₂晶锭的生长成分均匀性、改进生长工艺以及后续热退火处理提供了有价值的参考。更多还原